克服风能和太阳能等可再生能源间歇性的一种方法是抽水蓄能（PHES）。

抽水蓄能并不是一个新理念，但其优势和实用性对渴望提高能源网络复原力和更加依赖可再生能源的国家来说越来越有吸引力。PHES 可以在地区或国家层面储存能源，储存时间可长达数小时或数天。巴斯郡抽水蓄能电站是世界上最大的抽水蓄能电站之一，其发电能力为 3 千兆瓦，可储存 24 千兆瓦时的电能，而最大的运行电池储能设施可储存 1-2 千兆瓦时的电能。

在与间歇性或高变化性发电结合使用时，提供大容量、长时间的储能可增强电网的恢复能力。储存的能源可在需要时调度，提高电网的可靠性，尤其是在高需求期或停电期间。储能还能减少在高输出低需求期间削减可再生能源的需要。因此，它能最大限度地发挥更多可再生低二氧化碳能源的价值。

与能源转型中常见的情况一样，尽管该技术已得到充分验证，但仍存在许多开发障碍，需要经验丰富的多学科方法和时间来克服。PHES 设施需要具有适当拓扑结构的储水能力，以及有利的地质、水文条件，并靠近电网基础设施和需求中心。这些要求限制了潜在场址的数量，新的 PHES 机会似乎有限--那么 PHES 如何才能在能源转型中发挥更大作用？

从水电到 PHES

在奥雅纳，我们一直在思考如何以最佳方式扩大 PHES 的使用，并为电力网络提供急需的长期储能。全球有大量现有水电资产，但根据国际水电协会《2022 年水电现状报告》，目前仅有 12% 的水电容量提供抽水蓄能。

不过，其余 88% 的客户和运营商正开始考虑在现有水电站中加装 PHES 设施。这可能涉及在现有的下游水库中增加一个新的上游水库和 PHES 发电站，或在一系列梯级水库中引入抽水设施，使上游水流回流。改造方法可为提高水电资产作为发电和储水设施的价值提供机会，而利用现有水库则有助于限制 PHES 对环境的影响，并克服与新基础设施项目相关的一些发展挑战。

我们都知道，能源转型需要加速，因此，任何可能缩短储能交付时间的方法都是值得追求的。并非每个场地都适合增加 PHES 设施，但这可能是一个非常有价值的储能机会，值得探索和考虑。

其次，一些后工业用地也具有开发 PHES 的潜力。可以改造的矿井或采石场，或用于灌溉和季节性蓄水的水库，都可以改建成 PHES。在这些地点进行改造可以减轻选址方面的许多挑战，限制土地用途的重大变化，并重新利用不再用于以前用途的土地。

了解抽水蓄能的机遇

将水电设施改造成 PHES，会给设计和工程方面带来机遇（和挑战）。这就是我们如何处理每个项目的方法：

PHES framework
PHES framework

选择可行的地点

与任何大型能源基础设施项目一样，PHES 的选址也是一项复杂的任务。通过与客户合作开展跨地域的 PHES 项目，我们认识到考虑一个地区的社会和环境特征以及 PHES 工程挑战的重要性。您需要对地形、地质和洪水风险有透彻的技术了解，但开发人员也需要欣赏景观的特色和遗产，并对当地生态和生物多样性有深刻的认识，以确保每个设施都能实现可持续发展。改造资产为利用已经适应水力发电或工业用途的场地提供了机会，并为当地环境和社区带来了额外的利益。

这些资产都是长期投资，确保它们在整个生命周期内满足能源市场、社会和环境的需求是一个微妙的平衡点，通常依赖于最新的科学认识和分析，如高质量的气候预测和复杂的能源建模，以确保站点在未来很长一段时间内保持高效和可持续发展。

我们为澳大利亚新南威尔士州政府制定的抽水蓄能路线图正是利用了这些经验，为这个试图摆脱对煤炭长期依赖的国家描绘了一个更具可持续性的未来。

对大自然的积极投资

环境问题始终是 PHES 项目的核心问题，因为大坝建设和新的淹没区会对现有的栖息地造成影响，但通过精心的规划和管理，这些项目也会对当地的生态、野生动物和景观产生积极影响。利兹洪水缓解计划是英国最大的洪水缓解计划之一，保护当地环境、保持现有特色和景观是我们在该计划第一阶段工作的主要考虑因素。在更大的范围内，我们利用植树造林、新植树造林和自然土方工程来管理水源，降低秘鲁沿海地区的洪水风险，这也是我们实施秘鲁 "变化重建 "计划的一部分。

利用矿山、采石场和水库进行改造可为改善当地环境提供宝贵的机会--这正是我们在本丁戈地下抽水蓄能设施中实现的目标。可以考虑创造新的栖息地，并进行投资，以确保周边地区生物多样性的净正值。通过赋予其新的用途来恢复以前的生产场所的价值，有助于为场所整治和生境与生态的恢复提供资金，否则可能难以实现。

低碳能源储存

不可否认，建造新的大型 PHES 资产意味着大量的碳排放，但从整个生命周期运营的角度来看，PHES 本身的性能优于当前的其他能源储存技术。对现有基础设施进行改造可大幅减少碳排放，进一步提高该技术的环保性能。

运行碳也很有价值。PHES 系统的往返效率可高达 82%，与其他大型储能系统相比毫不逊色，并可确保在进出储能系统时保持较低的能量损耗。

面向未来的投资

诚然，PHES 所需的初始投资看似巨大，尤其是与其他储能技术相比。然而，从整个生命周期的角度来评估，PHES 是最具成本效益的储能解决方案，因此占全球储能容量的 90% 以上。PHES 设施是最耐用的储能技术之一，寿命超过 80 年。这种寿命，加上 PHES 产生的相对稳定和低风险收入，使其成为养老基金等长期投资的一个有吸引力的选择。

此外，PHES 的运行方式具有内在的灵活性，这使其对能源市场动态具有很强的适应性和响应性。运营商可以在能源价格较低的非高峰期抽水，并在能源价格较高的高峰期发电，除了为平衡能力和辅助服务提供潜在的市场激励外，还能创造可观的回报机会。

加速去碳化

寻找低排放的能源去碳化方法是全球的当务之急。鉴于 PHES 的诸多优势，它应在当前的能源转型中发挥越来越重要的作用。通过探索改造现有基础设施的机会，我们不仅可以最大限度地降低成本和排放，还可能为被忽视的棕地找到生产性用途，为社区带来新的经济机遇。现在，我们应该大胆地、创造性地思考摆在我们面前的众多机遇。